【導(dǎo)讀】論文題目：年產(chǎn)100噸獼猴桃酒工廠設(shè)計。完成時間：2020年5月。2020級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計

　　

【正文】 果膠酶 ↓ ↓ 獼猴桃 →挑選 →清洗 →破碎 →酶解 →榨汁 →澄清 →前發(fā)酵 → 倒罐 →后發(fā)酵 →過濾 →滅菌 →澄清 →陳釀 →調(diào)配 →成品 操作要點 原料選擇 在原料選擇過程中選獼猴桃最好是選頭部尖尖的，尖頭的是沒用過激素或少用激素的。而不要選扁扁的那種，扁的那種是大多用了激素的，成熟的彌 猴桃整個果實都是軟的，挑選時要買顏色略深的那種，就是接近土黃色的外皮，這是 日照 充足的象征，也更甜。如果一個部位軟就是爛的，那么整體軟硬就會不一致。最好選擇八成熟的微軟果，這時糖含量高，產(chǎn)酒率會更高，總酸、揮發(fā)酸、單寧含量低，汁液鮮美、清香、風(fēng)味好。成熟度低于八成熟的獼猴桃，要經(jīng)過后熟軟化處理。成熟后的獼猴桃果肉是黃綠肉型，肉柔軟汁多，均重在 70g 左右，糖分較高，一般在 10~15 度之間，酸度略高，釀酒 較為理想 [4 ]。 ： 清洗時將獼猴桃放入清洗機(jī)洗凈，除毛。洗凈后加入 65ppm 的亞硫酸鈉以備打漿。可加入適度亞硫酸鈉，使?jié)B透速度加快，獼猴桃硬度降低，利于打漿。 ： 將清洗好的獼猴桃放到破碎機(jī)中反復(fù)切片破碎成漿狀，便于酶解、榨汁。 ： 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 12 用果膠酶 HC 作用于獼猴桃果漿，添加量為 ， 30℃ 下作用 2h 后榨汁。 獼猴桃作為一種漿果，其果膠類物質(zhì)含量較高，在 %~ 2%之間。若果漿中果膠類物質(zhì)含量過多，其果汁粘度較高，不但會給前處理帶來困難，導(dǎo)致出汁率較低， 還會使酒不易過濾，堵塞膜孔，引起酒的非生物沉淀等； 另外果膠含量過低也不利于酒的風(fēng)味。酶解過程可在發(fā)酵罐中進(jìn)行，不需要配備另外的酶解罐[5 ]。 獼猴桃是漿果，果實多纖維和果膠，普通的壓榨設(shè)備根本難以進(jìn)行壓榨，需用專業(yè)設(shè)備螺旋榨汁機(jī)進(jìn)行壓榨。 ： 添加活化酵母，稱取酵母按 1： 9 加入到 5%糖液中， 32℃ 34℃ 活化 5560min。然后將活化后的酵母加入到果汁中，并調(diào)糖到 10%，進(jìn)入前發(fā)酵。 補(bǔ)糖： 一般來說，獼猴桃本身糖度通過發(fā)酵是不能達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的相應(yīng)的 酒度，應(yīng)當(dāng)適量的補(bǔ)加白砂糖，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗一次性補(bǔ)糖效果更佳。按所需酒精度換算出所要添加的白砂糖量，以 ％ v o l 酒精計算， 加入白砂糖5 0 g/ L 。 充分發(fā)酵后， 便可得到獼猴桃白酒的酒精度為 11～ 12 ％ v o 1。本設(shè)計中獼猴桃酒精度選擇 16%Vol。 接種量以及 ph和溫度的控制 選擇接種量為 1‰ 以及發(fā)酵前一次性加糖， ph 為 ，選擇 為果汁澄清劑，澄清 12h 添加量 92mg/L。 pH 控制 Na2CO3 調(diào)節(jié)果汁的 pH分別為 ， ， ， 。結(jié)果見下表 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 13 表１ 不同 pH發(fā)酵實驗 pH 酒精度（ %Vol） 殘?zhí)牵?g/L） 高級醇含量 風(fēng)味及口感 低 較低 一般 高 佳 較好 一般 一般 因此，獼猴桃的固有 pH 在 左右。 發(fā)酵過程中發(fā)酵溫度的控制是十分重要。溫度的合適與否對酵母的繁殖有很大的影響。 溫度度過高不但會影響酒的風(fēng)味，而且還容易造成染菌，不利于發(fā)酵的順利進(jìn)行。 同時溫度影響了酵母的的代謝途徑 ，揮發(fā)物質(zhì)的生成與損失等，即影響了酒的風(fēng)味。故發(fā)酵溫度在具體情況下，應(yīng)選擇 16~ 24℃ 之間為佳。本設(shè)計以溫度控制在 ℃ 左右 表２ 發(fā)酵溫度的影響 溫度 酒精度 殘?zhí)牵?g/L） 高級醇含量 風(fēng)味及口感 16 24 28 低 一般 高 佳 較好 一般 添加酵母 獼猴桃酒專用酵母 JMJ2020，具有耐二氧硫、 耐低溫、 能產(chǎn)高酒精度、 高級醇和揮發(fā)酸的量大為降低特性。通過種子罐擴(kuò)培酵母進(jìn)行添加。 不同酵母對獼猴桃果汁發(fā)酵 的影響，具體見下表。 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 14 表 3 不同酵母發(fā)酵實驗 酵母 酒精度 殘留 高級醇含量 風(fēng)味及口感 JMJ2020 普通活性干酵母 上海 DSM 公司活性干酵母 一般實驗室活性干酵母 低 較高 高 較低 佳 一般 較好 較好 由對比試驗可以看出獼猴桃酒專用酵母 JMJ2020 所顯示出的優(yōu)越性，使用JMJ2020 能夠使酒精度達(dá)到最適，且殘留物含量最低，高級醇含量最低，風(fēng)味口感達(dá)到最佳。而其他酵母的作用 則明顯落后于 JMJ2020 獼猴桃專用酵母。故選用JMJ2020 作為發(fā)酵過程中的酵母。 根據(jù)產(chǎn)品酒精度和糖度設(shè)計原汁糖酸比例糖度 15%，酸度 5%，選用獼猴桃酒專用活性干酵母作為發(fā)酵菌種，控制主酵溫度為 ℃ 左右， 為了防止雜菌感染，每 100 千克果漿中加入 7～ 8 克亞硫酸。發(fā)酵期間每天攪拌 2 次，待含糖量降至 ％以下，發(fā)酵液無聲音和無氣泡產(chǎn)生時即為主發(fā)酵終點。發(fā)酵時間一般為 5~ 6 天。經(jīng)過 6d 的前發(fā)酵，測試糖度，當(dāng)糖度降至 %，且發(fā)酵液表面有清液析出的時候，進(jìn)行倒罐，目的是使部分沉 淀的酵母充分發(fā)揮活力。 后發(fā)酵 經(jīng)過主發(fā)酵后的酒液中還有少量糖未轉(zhuǎn)化為酒精，可將酒液的酒度調(diào)到 12度，并在嚴(yán)格消毒后的發(fā)酵罐內(nèi)保溫 20～ 25℃ ，發(fā)酵 1 個月。在經(jīng)過一個月左右后發(fā)酵過程基本結(jié)束，酒液表面已平靜，無氣體溢出，此時的發(fā)酵原酒酒度應(yīng)2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 15 該在 12 度左右，而酸度較高達(dá) 14g/L 的水平，糖度低，酵母沉積在罐底，所以要進(jìn)行倒罐，處理酵母內(nèi)溶物的溢出勢必影響酒的整體風(fēng)味，倒罐處理要根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗和理化檢測來決定，這是酒釀造過程中的重要操作之一。 經(jīng)過 30d 的后發(fā)酵后，當(dāng)用 斐林試劑法測得總糖度降至 %左右時，用過濾機(jī)過濾酒液。 將發(fā)酵液澄清后用原料泵吸出酒液，并泵入滅菌機(jī)滅菌。 將滅菌后的酒液倒入陳釀罐中，在低溫、閉光環(huán)境下進(jìn)行陳釀。陳釀時間為半年，也就是六個月。 酒的陳釀溫度控制對酒的質(zhì)量影響非常大。 獼猴桃酒的調(diào)配，是釀酒技術(shù)中關(guān)鍵性的一步。需要具有豐富經(jīng)驗和技巧的調(diào)酒師，根據(jù)品嘗和化驗分析結(jié)果，經(jīng)過精心操作來實現(xiàn)。產(chǎn)品出廠前應(yīng)將各種來源不同各具特色的原酒進(jìn)行合理勾兌，并按要求的主要理化指標(biāo)，加入獼猴桃酒 允許加入的食品添加劑（苯多酚）進(jìn)行調(diào)配，以此來增強(qiáng)酒的同化作用，形成較穩(wěn)定的化學(xué)平衡，保持其固有特色符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)消費者需要。 （澄清處理） （ 1） 獼猴桃酒不穩(wěn)定和渾濁形成的原因主要有：構(gòu)成獼猴桃酒的物質(zhì)，大部分呈分子狀態(tài)，其中只有一小部分是膠體狀態(tài)。而這一小部分卻對獼猴桃酒的澄清和穩(wěn)定性非常重要。獼猴桃酒是一種膠體溶液，膠體溶液中的顆粒有由小變大的趨勢，顆粒愈大，散射的光線就愈多，溶液也就愈顯渾濁，從而導(dǎo)致獼猴桃酒不穩(wěn)定。 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 16 （ 2） 獼猴桃酒渾濁的形成：由于獼猴桃酒在釀造過程中會發(fā)生一系列的微生物、物 理、化學(xué)和生物化學(xué)的變化，使獼猴桃酒成分產(chǎn)生不平衡。首先是化學(xué)反應(yīng)，如鐵的氧化，銅的還原，蛋白質(zhì)和單寧的作用，果膠、色素以及 pH 值變化等，形成膠體物質(zhì) (磷酸鐵、膠體、色素及其他 )，然后逐步在液體中生成絮狀物，開始渾濁并沉淀下來。獼猴桃酒是復(fù)雜的液體，其主要成分是水分和酒精分子。其他物質(zhì)如有機(jī)酸，金屬鹽類、單寧、糖、蛋白質(zhì)和其他等。新酒中還含有懸浮狀態(tài)的酵母、細(xì)菌、凝聚的蛋白質(zhì)和單寧物質(zhì)、粘液質(zhì)、酒石酸鉀和鈣等，這些均是形成渾濁的原因。 （ 3） 獼猴桃酒澄清目的：獼猴桃酒在貯存過程中，由于酒溫降低，酒石結(jié)晶沉淀。獼猴 桃酒還有無定形的色素微粒自行沉淀出來。另外還有蛋白質(zhì)渾濁、微生物渾濁等。為了保證獼猴桃酒具有一定的穩(wěn)定性，且透明度好，除保持一定貯存期外，還必須采取澄清或其他技術(shù)加工措施，以取得合格的獼猴桃酒。發(fā)酵結(jié)束，進(jìn)入貯存的獼猴桃酒，盡量提早進(jìn)行下膠處理，以免在貯存過程中影響灑質(zhì)的凈化和老熟，有利于穩(wěn)定酒的質(zhì)量。 （ 4） 澄清的機(jī)理 獼猴桃酒的透明度，取決于過濾與澄清兩項措施。過濾是簡單的物理作用。而澄清則比較復(fù)雜，直接涉及獼猴桃酒的結(jié)構(gòu)，是一種膠體性化學(xué)物理現(xiàn)象。所謂澄清，是通過在獼猴桃酒內(nèi)加入一種澄清劑而進(jìn)行的。而用作澄清劑的膠體大部分是蛋白質(zhì)，在獼猴桃酒中帶正電荷。而獼猴桃酒內(nèi)膠體成分，如單寧在酒中部分呈膠狀態(tài)，它和形成霧濁的粒子帶負(fù)電荷，當(dāng)它們接觸時，相互吸引，便開始絮凝過程，使酒處于一種新的膠體狀態(tài)，形成膠體沉淀，使酒澄清而透明。 另一種解釋：酒中單寧使澄清劑中蛋白質(zhì)變性，即把它由親水膠體轉(zhuǎn)化為憎水膠體，在酒中金屬鹽的陽離子作用下，僧水膠體便凝聚沉淀。 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 17 （ 5） 澄清過程：在獼猴桃酒中，加人澄清劑（明膠），它和獼猴桃酒膠體物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生一種不溶性化合物，形成了絮狀而沉淀下來，同時將酒中懸浮的很細(xì)微粒沉淀下來，使酒澄清。由此 可見澄清需要經(jīng)過兩個過程，即先經(jīng)過凝聚過程，由于凝聚作用使微粒增大，再經(jīng)過沉淀過程，由于沉降作用，使固形物沉淀析出，因此澄清過程需要幾天或幾周時間，才能達(dá)到預(yù)計效果。本設(shè)計中我們采用 ，澄清 12h 添加量為 92mg/L。 精過濾 獼猴桃酒的過濾方式，一般分為濾棉過濾、硅藻土過濾、除菌過濾、真空過濾。本設(shè)計采用硅藻土過濾。 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 感官指標(biāo) 澄清度 : 清澈透明，有光澤，無沉淀及懸浮物； 色澤 : 具有獼猴桃釀造果酒特有的橙黃色； 香 : 具有獼猴桃特有的果香及醇厚的酒香； 味 : 滋味純正，醇澀協(xié)調(diào)，酒體豐滿，酸甜爽口，余味綿延，無異味； 風(fēng)格：具有獼猴桃發(fā)酵酒的典型風(fēng)格。醇厚柔和、酒體完整協(xié)調(diào) 酒精度（ v/v）： 15%~16% 酸度 5g~ 8g /Ｌ (以檸檬酸計 ) 含糖量 ≤4g /Ｌ 揮發(fā)酸含量 5 g /Ｌ 甲醇含量 5g/Ｌ。 2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 18 細(xì)菌總數(shù) ≤1000 個 /L，大腸菌群 ≤30 個 /L，致病菌未檢出。 工藝技術(shù)探討 獼猴桃原汁糖度 低，酸度高，根據(jù)這一特點，應(yīng)調(diào)配好原汁糖酸比例，添加白砂糖來彌補(bǔ)，按所需酒精度換算出需加砂糖量，以 糖 / 100ml 生成 1 度酒精計算。 選用專用酵母耐高溫活性干酵母或獼猴桃酒專用活性干酵母為發(fā)酵菌種。 在用量上，不必遵循白酒那么嚴(yán)格，因為，原汁中尚有內(nèi)在酵母共同發(fā)酵，本設(shè)計選用接種量為 1‰ 。 在獼猴桃酒釀制過程中，多次添加 SO2，其目的有三： （ 1） 作為殺菌劑。抑制各種微生物活動，果汁中加入 60mg / L SO2 可以抑制酶活性，微生物抵抗 SO2 能力是有差別的，細(xì)菌最 敏感，其次是尖端酵母，而獼猴桃酒酵母抗 SO2 能力較強(qiáng)，因此，少量添加 ( 50~ 100mg / L SO 2 ) 對發(fā)酵無影響。 （ 2） 抗氧化作用。 SO2 能防止酒的氧化，特別是能阻礙和破壞多酚氧化酶，減少單寧、 色素等的氧化，提高產(chǎn)品隱定性，防止獼猴桃酒褐變。 （ 3） 澄清作用。 SO2 的加入抑制了微生物的活動，因而推遲了發(fā)酵開始時間，有利于獼猴桃酒中懸浮物的沉降，提高了酒液澄清效果。 如何減少獼猴桃釀制過程中營養(yǎng)成分損失，是釀制工藝中的一個重要問題。鮮果發(fā)酵時 Vc 損失量最大，其原因主要是代謝產(chǎn)生 酒精的同時，溫度上升及光、 氧氣共同作用，使 Vc 氧化破壞，因此發(fā)酵時嚴(yán)格控制低溫發(fā)酵。發(fā)酵時盡量減少果汁與光、 氧氣的接觸，采取滿罐，封罐隔絕空氣陳釀等措施，對保持酒2020 級生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 19 液中 Vc 的存留量會起到很好作用。 獼猴桃酒是釀造酒。好的獼猴桃酒給人美的享受和藝術(shù)欣賞。獼猴桃酒應(yīng)該具備獼猴桃本身的果香和口味，后味潔凈。 “潔凈 ”二字是衡量獼猴桃酒質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。在 獼猴桃酒釀造 過程中，污染和操作不當(dāng)給獼猴桃酒帶來的異雜味都是獼猴桃酒本身無法掩蓋的，甚至是致命的缺陷。 所以，釀造獼猴桃酒的 廠房，必須符合食品生產(chǎn)的衛(wèi)生要求。要根據(jù)生產(chǎn)能力的大小設(shè)計廠房和選購設(shè)備。發(fā)酵車間光線明亮，空氣流通。貯酒車間要求密封性好。酒廠的地面，要有足夠的坡度，用自來水刷地后，污水能自動流出去。車間的地面最好是貼釉面瓷磚，墻壁用白色瓷磚貼到頂。廠房要符合工藝流程需要。從獼猴桃破碎、分離壓榨、發(fā)酵貯藏，到成品酒灌裝等，各道工序應(yīng)當(dāng)緊湊的連系在一起，防止遠(yuǎn)距離輸送造成的污染和失誤。 獼猴桃酒的加工設(shè)備，主要有破碎機(jī)、果汁分離機(jī)、果汁壓榨機(jī)、高速離心機(jī)、灌酒機(jī)等，貯藏容器主要有發(fā)酵罐、貯酒罐等。要根據(jù)生產(chǎn)能力的大 小，選擇設(shè)備型號和容器規(guī)格，各種設(shè)備的能力和貯藏容器要配套一致。凡是與獼